基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计检测报告毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计检测报告毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

进行复位。 ALE/PROG：当地址锁存器的控制信号在访问外部的程序存储器的时候，低 8位的地址的 锁存输出脉冲。 当 Flash编程的时候，此引脚会被用作编程来输入脉冲。 而在一般的情况下， ALE 用六分之一晶振的频率来输出脉冲，也可以当作外部的定时器这货时钟来使用。 但是，当每次访问外部的数据存储器的时候， ALE 的脉冲将跳过。 如果需要的话，把 8EH地址的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE的操作也会无效。 这一位如果置“ 1”，那么 ALE只在执行 MOVC 或者是 MOVX指令的时候才有效。 否则， ALE会被微弱的拉高。 在 flash的编程期之间， EA也会接受 12伏特的 VPP 电压。 XTA L1：表示振荡器的反相 放大器和内部时钟的发生器输入端。 盐城工学院本科生毕业设计说明书（ 20xx） 9 XTA L2：表示振荡器的反相放大器输出端 [12]。 单片机引脚分配 根据系统设计及各模块的分析得出，单片机的引脚分配如表 33所示 [13]。 表 33 单片机的引脚分配 模 块 端口 功能 显示模块 段选信号输入 位选信号输入 报警模块 、 报警信号输出 检测模块 湿度信号输入 检测模块 检测模块主要由 SHT10温湿度传感器和 1个 10K 电阻组成。 SHT10温湿度传感器介绍 a. SHT10温湿度传感器的实物介绍 SHT10是 由瑞士 Sensirion公司 推出的 SHTxx系列 的 数字温湿度传感器， 其使用领先世界的 CMOSens174。 数字传感 的 技术，有 很 高的可靠性 与优良 的长期 的 稳定性。 全 部 量程标定，可 以和 单片机 进行 直接 连接 ， 因此可以极大的 缩短研发 的 时间 ，可以 简化外围电路 从而 降低 其 费用。 另外 ， 由于其 体积小、响应 快 、能耗 低 、可浸没、抗干扰 的 能力 强大 、温湿 度检测 一体， 并且 有露点测量，性价比 非常的 高， 从而使得 该产品能适 用 于 多种 场合 的应用 [14]。 SHT1x(包括 SHT10,SHT11 和 SHT15)是 Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列产品。 本温湿度传感器把传感的元件与信号处理电路都集成在同一块微型的电路板上，将输出完全进行过标定的数字信号。 本温湿度传感器采用了 CMOSens174。 技术，保证了该产品的极高的可靠性和优良的长期的稳定性不受影响。 本温湿度传感器包括了一个电容性的聚合体测湿的敏感元件和一个由能隙材料而制造的测温元件，并且在同一块芯片上，同 14位 A/D转换器和串行接口电路均实现了无缝连接 [15]。 所以，该产品有响应极快、品质优良、抗干扰的能力极强以 及性价比极高的优点。 内部的电压调整和两线制串行接口，将会使得外围系统的集成变得迅速而且简便。 由于体积微小和功耗极低的优点，因此 SHT1x成为了各类应用中的首选。 具有相类似性能的温湿度传感器还包括柔性 PCB封装和插针型封装。 主要用于 数据采集器、变送器、自动化过程控制、汽车行业、楼宇控制 amp。 暖通空调、电力机房、计量测试、医药业。 其实物图如图 34所示 [16]。 基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计 10 图 34 SHT10 实物图 b. SHT10的 接口定义 表 34 SHT10 的引脚说明表 引脚 名称 描述 1 GND 接地 2 DATA 穿行数据，双向 3 SCK 串行时钟，输入口 4 VDD 电源 NC NC 必须为空 c. 电源引脚 (VDD, GND) SHT1x 系列数字温湿度传感器的电压范围在 到 , 推荐的供电电压是。 并且必须添加一个 100nF 电容在电源引脚之间，用来滤波去耦。 SHT1x的串行接口，在传感器信号的读取及电源。 在损耗的方面，均作出了优化的处理；传感器不能按照 I2C 协议编址，但是，如果 I2C 总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到 I2C 总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作 [17]。 典型应用电路如图 35所示。 图 35 SHT10 典型应用电路 d. 串行数据 (DATA) DATA 的引脚是三态的结构，用来读取传感器的数据 .而在向传感器发送命令的时候 ,DATA 只有 SCK 的上升沿有效并且在 SCK 的高电平时必须保持稳定状态。 由于 DATA会在 SCK 的下降沿后有所改变。 因此为确保通讯的安全， DATA的有效时盐城工学院本科生毕业设计说明书（ 20xx） 11 间是 SCK 的上升沿之前和下降沿之后应该分别延长至 TSU and THO– 参见图 36。 在从传感器读取数据的时候 , DATA TV在 SCK 变低以后有效，且维持到下一个 SCK的下降沿。 为了避免信号的冲突，微处理器将会驱动 DATA 在低电平。 因此需要一个外部的上拉电阻来把信号提拉到高电平 [18]。 上拉电阻一般都已经包含在了微处理器的中。 详细的 I/O 特性，参见表 35。 e. 串行时钟输入 (SCK) SCK 用来进行微处理器和 SHT1x之间的同步通讯。 因为接口包含了完全静态逻辑，所以不存在最小的 SCK 频率 [19]。 图 36 时序图 表 35 SHT10 直流特性 参数 条件 最小 典型 最大 单位 供电电源 DC10 V 供电电流 测量状态 1 mA 平均值 2 28 181。 A 休眠状态 250 181。 A 低电平输出电压 IOL 4 mA 0 250 mV 高电平输出电压 RP 25 kΩ 90% 100% VDD 低电平输出电压 下降 0% 20% VDD 高电平输出电压 上升 80% 100% VDD 焊盘上的输入电流 1 181。 A 输出电流 开 4 mA 三态（关） 10 20 181。 A 基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计 12 f. 电气特性 电气特性，如能耗，高、低电平，输入、输出电压等，都取决于电源。 表 35详细解释了 SHT1x 的电气特性，若没有标明，则表示供电电压为 5V[20]。 SHT10温湿度传感器电路图介绍 SHT10 温湿度传感器作为湿度检测的核心元件，对实时空气湿度进行检测，再传输给单片机。 其电路图如图 37[21]。 图 37 SHT10 电路图 显示模块 LCD1602介绍 介绍 LCD1602 即 字符型液晶显示模块 ， 是一种专门 的适用于 显示 符号，字母以及 数字等 的 点阵式 LCD，目前常用 的有 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2行等的模块。 本课题中采用 LCD1602字符型液晶显示器 ，其 实物如图 38所示 [22]。 图 38 1602 字符型液晶显示器实物图 盐城工学院本科生毕业设计说明书（ 20xx） 13 1602LCD分为 不 背光和背光两种 ， 1602LCD采用 了 标准的 14脚或 16脚接口 [23]，各个 引脚 的 接口说明如表 36所示。 表 36 引脚接口说明表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光 源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 第 1脚： VSS是接 地电源。 第 2脚： VDD是 接 5V的 正电源。 第 3脚： VL是 液晶显示器 的 对比度调整端 口 ， 其在 接地 的时候 对比度 是 最高 的 ，对比度 太高的时候 会产生 “ 鬼影 ” ， 在 接正电源 的时候 对比度 是最低的 ，使用 的时候可通过一个 10K 电位器 来 调整 其 对比度。 第 4脚： RS 是 寄存器 的 选择，低电平 的时候 选择 的是 指令寄 存 器 、 高电平 的时候 选择 的是 数据寄存器。 第 5 脚： R/W 是 读写 用的 信号线， 在 高电平 的时候 进行 的是 读操作，低电平 的时候 进行 的是 写操作。 而 当 RS 和 R/W 均是 低电平 的时候可 写入指令或 者是 显示地址，当 RS 是 高电平 R/W是 低电平 的时候 可以写入数据，当 RS 是 低电平 R/W高电平 的时候 可以读 入 信号。 第 6脚： E端 是 使能端，液晶模块执行 的 命令 是 E端 从 高电平变 为 低电平。 第 7～ 14脚： D0～ D7 是 8位 的 双向数据线。 第 15脚：背光源 是 正极。 第 16脚：背光源 是 负极。 基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计 14 1602LCD的一般初始化（复位） 的 过程 ： 延时 15mS 写指令 38H（不检测忙信号） 延时 5mS 写指令 38H（不检测忙信号） 延时 5mS 写指令 38H（不检测忙信号） 以后每次写指令、读 /写数据操作均需要检测忙信 号 写指令 38H：显示模式设置 写指令 08H：显示关闭 写指令 01H：显示清屏 写指令 06H：显示光标移动设置 写指令 0CH：显示开及光标设置 LCD1602显示模块功能介绍 LCD1602液晶显示芯片需完成的功能如下： a. 第一行显示实时湿度数值，第二行显示湿度设置限值； b. 当按了设置按键后，再按加或减按键，第二行的数值会对应加或减 [24]； c. 显示模块电路图如图 39所示。 图 39 1602 字符型液晶显示器 电路图 报警模块 报警电路的基本原理 当检测到的实 时湿度信号在设置范围内时，输出信号使 D3 导通，绿灯亮起。 反盐城工学院本科生毕业设计说明书（ 20xx） 15 之超出设置范围时， D4 导通，红灯亮起，并且蜂鸣器发出警报 [25]。 报警电路设计 根据上述报警电路的介绍，报警电路主要由 2个发光二极管， 1个蜂鸣器， 1个三极管， 2个 1K 的电阻和 1个 10K 的电阻构成 [26]。 具体的电路如下图 310所示。 图 310 报警电路图 设置模块 设置模块主要由 4 个按键组成。 主要作用是从上至下依次完成“设置”、“加”、“减”、“确认” 4个功能 [27]。 其电路图如图 311 所示。 图 311 设置电路图 基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计 16 复位模块 复位模块主要 1 个 1K 电阻， 1 个 10K 电阻， 1 个 10uF 电容和 1 个按键组成。 主要作用是当湿度检测报警系统发生错误时进行复位恢复 [28]。 其电路图如图 312所示。 图 312 复位电路图 盐城工学院本科生毕业设计说明书（ 20xx） 17 4 系统的软件设计 中断子程序 中断函数的程序： void timer0() interrupt 1 { TH0=(6553510000)/255。 TL0=(6553510000)%255。 // t0++。 主函数程序 主函数程序： include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit Green=P3^4。 //正常指示灯 sbit Red=P3^3。 //不正常指示灯 sbit FEQ=P3^2。 //蜂鸣器 void delaynms(uint ms)//延时 1 毫秒（不够精确的） { uint i。 for(i=0。 ims。 i++) delay1ms(1)。 } //*********主函数 ***************** void main(void) { value humi_val,temp_val。 unsigned char error,checksum。 unsigned int wendu,shidu。 s_connectionreset()。 delaynms(200)。 //延时 /*、 *********定时器初始化 ********************/ TMOD=0X01。 TH0=(6553510000)/255。 TL0=(6553510000)%255。 EA=1。 ET0=1。 基于单片机的粮仓湿度检测报警系统设计 18 TR0=1。 init()。 //液晶初始化 /*************************************/ while(1) { error=0。 error+=s_measure((unsi。